Ученые нашли необычное применение отходам арахисовой скорлупы
фото: freepik
Ежегодно в мире образуется более 10 миллионов тонн араховой скорлупы, которая в основном рассматривается как отходы. Однако ученые разработали метод трансформации этих отходов в углеродные материалы, аналогичные графену. Исследование было опубликовано в журнале Chemical Engineering Journal Advances.
Графен представляет собой легкий и прочный материал с высокой теплопроводностью и электропроводностью. Его часто называют "чудо-материалом", и он нашел широкое применение в области электроники. Однако процесс его производства является сложным и дорогостоящим, что стимулирует поиск новых, более эффективных методов его получения. Эти методы могут улучшить технологии хранения данных, энергетические системы и различные инновационные разработки.
Группа исследователей из Университета Нового Южного Уэльса разработала экологически чистую и экономически эффективную технологию получения графена из араховой скорлупы.
"Обычно отходы либо утилизируются, либо преобразуются в малоценные продукты, хотя они обладают значительным потенциалом. Мы доказали, что из араховой скорлупы можно извлечь высококачественный графен с меньшими энергозатратами и без использования химических веществ", - отметил Гуан Йео из UNSW.
В основе процесса лежит использование природного полимера лигнина, богатого углеродом. Лигнин присутствует в большинстве растений, включая араховую скорлупу. Исследователи искали оптимальные методы его переработки.
Перед применением метода импульсного джоулева нагрева (FJH) команда провела серию экспериментов с различными методами предварительной обработки скорлупы. FJH представляет собой технологию, позволяющую нагревать материал до температуры 3000 °C с помощью мощного электрического импульса за миллисекунды, что способствует образованию графитовых структур, включая многослойный турбостратический графен.
Ключевым аспектом является правильная подготовка скорлупы к процессу FJH. Исследователи определили, что наиболее эффективным методом является двухэтапная предварительная обработка: сначала косвенный джоулев нагрев при температуре 500 °C в течение 5 минут, а затем короткий этап при более высокой температуре.
